一种用收缩管均匀风洞风场的方法

摘要

本发明公开了一种用收缩管均匀风洞风场的方法，在风洞的实验段前取风洞的一个截面，在此截面处按照边界层厚度δ均分为n+1等分，并将风洞横截面进行边长为a的网格划分，同时依据边界层厚度δ确定边界层网格与非边界层网格；测出每一个网格中心点的风速v_ij；将紧密包围非边界层的网格确定为第一风速圈，包围第一风速圈的为第二风速圈，依次类推得包围第k-1风速圈的为第k风速圈；通过在风洞内划分不同风速区，根据不同风速区的风速配以相应长度收缩管的方法，使出口处气流风速基本一致且扩散均匀，从而达到控制风洞内风场均匀性的目的。本方法简单快捷，建设成本低，创新性强，能有效提高风洞实验结果的精确性，为今后相关风洞实验精确性提供重要的参考和依据。

主权项

一种用收缩管均匀风洞风场的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在风洞的实验段前取风洞的一个截面，在此截面处按照网格的边界层厚度δ均分为n+1等分，并且将风洞横截面进行边长为a的网格划分，同时依据边界层厚度δ确定边界层网格与非边界层网格；使用风速仪测出每一个网格中心点的风速v_ij；(2)将紧密包围非边界层的网格确定为第一风速圈，包围第一风速圈的为第二风速圈，依次类推得包围第k‑1风速圈的为第k风速圈；(3)收缩喷管的入口直径D₀＝2r₀＝a，收缩段长度l取0.5D₀至D₀＝第k风速圈上所有网格的风速之和/第k风速圈上的网格数，则在网格a_ij收缩喷管的喉部半径为计算收缩喷管的收缩比C＝r₀/r_e，若C>＝4则该网格不装收缩喷管，收缩喷管的收缩段型面设计为平滑过渡的曲线型面，采用维托辛斯基曲线，其公式为：$r=r_e/{[1-(1-{r_e}^2/{r_0}^2)*{(1-x^2/l^2)}^2/{(1+x^2/3l^2)}^3]}^{\frac{1}{2}}$(4)计算出每一个风速圈的收缩喷管的平均喉部半径r_ek，其中r_ek＝第k个风速圈的所有收缩喷管的喉部半径r_e/第k个风速圈的所有的网格数；第k个风速圈中收缩喷管的出口比第k‑1个风速圈中收缩喷管的出口往前的距离d＝(D₀‑r_ek‑1‑r_ek)/tan10°；从而使风通过收缩管后的风速都达到主流速度v，达到均匀风洞风场的目的。